3-D Crustal Velocity Tomography in the Southern Part of The Korean Peninsula

한반도 남부지역의 3-D 속도 토모그래피

  • Kim, So Gu (The Seismological Institute, Hanyang University) ;
  • Li, Qinghe (Lanzhou Seismological Institute, SSB)
  • Received : 1998.01.20
  • Published : 1998.04.30

Abstract

A new technique of simultaneous inversion for 3-D seismic velocity structure by using direct, reflected, and refracted waves is applied to the southeast part of the Korean Peninsula including Pohang Basin, Kyongsang Basin and Ryongnam Massif. Pg, Sg, PmP, SmS, Pn, and Sn arrival times of 44 events with 554 seismic rays are inverted for locations and crustal structure. $6{\times}6$ with $0.5^{\circ}$ and 8 layers (4 km each layer) model was inverted. 3-D seismic crustal velocity tomography including eight sections from surface to Moho, ten profiles along latitude and longitude are analyzed. The results are as follows: 1) the average velocity and thickness of sediment are 5.04 km/s and 3-4 km, and the velocity of basement is 6.11 km/s. The shape of velocity in shallower layer is agreement with Bouguer gravity anomaly (Cho et al., 1997). 2) the velocities fluctuate strongly in the upper crust. The velocity distribution of the lower crust under Conrad appears basically horizontal. 3) the average depth of Moho is 30.4 km, and velocity is 8.01 km/s. 4) from the velocity and depth of the sediment, the thickness, velocity and form of the upper crust, and the depth and form of Moho, we can find the obvious differences among Ryongnam Massif, Kyongsang Basin and Pohang Basin. 5) the deep faults (a Ulsan series faults) near Kyongju and Pohang areas can be found to be normal and/or thrust faults with detachment extended to the bottom of the upper crust.

직접, 반사, 굴절파에 의한 3차원 속도구조를 위한 동시역산기술을 포항, 경상분지, 영남육괴 등 한반도 남부지역에 응용하였다. 44개 지진의 총 554개 지진 파선의 Pg, Sg, PmP, SmS, Pn, 그리고 Sn 위상의 주행시간은 진앙과 지각구조를 계산하기위해 사용하였다. 토모그래피 역산을 위해 수평으로는 $0.5^{\circ}$의 grid로 이루어진 $6{\times}6$ 블록과 수직으로 4 km 두께의 8개층으로 이루어진 블록모델을 사용하였다. 3차원 속도 토모그래피 역산 결과 모호면에서 지표까지 8개층으로된 속도 깊이의 단면도를 작성하였으며, 수평속도분포는 위도와 경도별로 10개 수평속도 분포도를 작성하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1) 본 연구지역에서 퇴적암의 평균 속도는 5.04 km/sec, 두께는 3~4 km. 기반암의 평균속도는 6.11 km/sec임을 알았다. 그리고 천부층의 속도 변화는 남부지역을 대상으로 관측한 부우게 중력이상(Cho et al., 1997)과 일치하는 것을 알았다. 2) 상부지각에의 수평 속도분포는 변화가 매우 크며 콘라드 밑의 하부지각의 수평 속도분포는 거의 일정함을 알았다. 3) 모호면의 평균깊이는 30.4 km, 평균속도는 8.01 km/sec로 나타났다. 4) 퇴적층의 속도와 두께, 상부지각의 두께, 속도 그리고 모양, 모호면의 깊이와 모양 등에서 영남육괴, 경상분지, 그리고 포항분지의 차이를 명백히 찾을 수 있었다. 5) 경주, 포항지역 부근의 심부단층이 상부지각의 하부까지 연장된 정단층 또는 트러스트 단층임을 알았다.

Keywords